JP5921119B2 - X-ray diagnostic equipment - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、X線診断装置及びX線診断用のステントに関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray diagnostic apparatus and an X-ray diagnostic stent.

X線診断装置によるイメージングの一つとして、ステントを併用したイメージングが知られている。ステントは、ワイヤーのような構造を有するストラットを用いて網目の筒状に形成したものである。X線診断装置とともに用いられる代表的なステントとしては、頭蓋内ステントが挙げられる。   As one of imaging by an X-ray diagnostic apparatus, imaging using a stent is known. The stent is formed into a mesh-like cylinder using struts having a wire-like structure. A typical stent used with an X-ray diagnostic apparatus includes an intracranial stent.

頭蓋内ステントのストラットは非常に細く、X線診断装置でステント自体を観察することは困難である。具体的には、頭蓋内ステントのストラットの断面径は60μm程度である。そこで、従来のステントには、X線診断装置によるイメージングによっておおよその位置が把握できるようにマーカが設けられている。具体的には、ステントの一端を形成する同一円上に4つのマーカが均等間隔で設けられ、4つのマーカをステントの長手方向に投影した他端側の位置に別の4つのマーカが設けられる。   The intracranial stent struts are very thin and it is difficult to observe the stent itself with an X-ray diagnostic apparatus. Specifically, the cross-sectional diameter of the strut of the intracranial stent is about 60 μm. Therefore, the conventional stent is provided with a marker so that an approximate position can be grasped by imaging with an X-ray diagnostic apparatus. Specifically, four markers are provided at equal intervals on the same circle forming one end of the stent, and another four markers are provided at a position on the other end side when the four markers are projected in the longitudinal direction of the stent. .

一方、X線診断装置は、X線CT (computed tomography)装置に比べて空間分解能の高いX線検出器を備えている。しかしながら、X線診断装置を用いた透視画像及び撮影画像ではマーカ以外殆ど観察できない。但し、三次元(3D: three dimensional) イメージングを行うと、ステントのストラットを観察することが可能である。   On the other hand, the X-ray diagnostic apparatus includes an X-ray detector having higher spatial resolution than an X-ray CT (computed tomography) apparatus. However, the fluoroscopic image and the captured image using the X-ray diagnostic apparatus can hardly be observed except for the marker. However, when three-dimensional (3D) imaging is performed, it is possible to observe the struts of the stent.

特開2011−104353号公報JP 2011-104353 A

しかしながら、従来のX線診断装置では、X線検出器及びX線管を搭載した回転系の位置決め誤差を100〜150μmに抑えることが困難な場合があった。すなわち、回転系の回転に起因する振動やX線管の管球の熱量変化に伴う僅かな焦点ずれ等の要因によってX線の投影系の位置は、回転の度に僅かに変化する。このため、100〜150μmの範囲内における回転系の再現性を保証することができない。   However, in the conventional X-ray diagnostic apparatus, it may be difficult to suppress the positioning error of the rotating system equipped with the X-ray detector and the X-ray tube to 100 to 150 μm. That is, the position of the X-ray projection system slightly changes with each rotation due to factors such as vibration caused by rotation of the rotating system and slight defocus due to changes in the amount of heat of the tube of the X-ray tube. For this reason, the reproducibility of the rotating system within the range of 100 to 150 μm cannot be guaranteed.

これに対して、一般にX線診断装置による3Dイメージングにおいて振動などの補正に使用されている、過去に収集された振動テーブルを用いて振動を補正する方法を用いる場合には、微細な構造を有するステントのストラットを描出するために、100〜150μmの回転系の再現性が要求される。特にストラットを明瞭に描出するためには、1pixelの1/4以下に相当する50μm以下の回転再現性が回転系の支持装置に必要と考えられる。   On the other hand, when using a method of correcting vibrations using a vibration table collected in the past, which is generally used for correcting vibrations in 3D imaging by an X-ray diagnostic apparatus, it has a fine structure. In order to depict the struts of a stent, the reproducibility of a rotating system of 100 to 150 μm is required. In particular, in order to clearly depict the struts, it is considered that the rotational reproducibility of 50 μm or less corresponding to 1/4 or less of 1 pixel is necessary for the support device of the rotating system.

そこで、X線診断装置の安定性を機構学的に向上させる試みや、回転系の位置の微細な変化を検出し、検出された位置の変化を補正する試みがなされている。しかしながら、これらの試みはX線診断装置のコストの増加に繋がるという問題がある。   Therefore, attempts have been made to improve the stability of the X-ray diagnostic apparatus mechanically, and to detect a minute change in the position of the rotating system and to correct the detected change in position. However, these attempts have a problem that the cost of the X-ray diagnostic apparatus is increased.

加えて、患者となる被検体が撮影中に僅かでも動くと、微細な構造を有するステントのストラットを描出することが困難になるという問題がある。この場合、X線診断装置の安定性を向上させたり、或いは回転系の位置の変化を補正させたとしても、ステントのストラットを明瞭に描出することは困難である。   In addition, there is a problem that it is difficult to depict a strut of a stent having a fine structure when a subject to be a patient moves even during imaging. In this case, even if the stability of the X-ray diagnostic apparatus is improved or the change in the position of the rotating system is corrected, it is difficult to clearly depict the struts of the stent.

本発明は、ステントを用いたイメージングにおいて、より簡易な手法で微細なステントのストラットを描出することが可能なX線診断装置及びX線診断用のステントを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus and an X-ray diagnostic stent that can depict a fine stent strut by a simpler technique in imaging using a stent.

本発明の実施形態に係るX線診断装置は、データ収集手段及びデータ処理手段を備える。データ収集手段は、複数のマーカを設けたステントが挿入された被検体に複数の方向からX線を曝射することによって前記被検体から前記複数の方向に対応するX線投影データを収集する。データ処理手段は、前記X線投影データに対する第1の画像再構成処理によって生成した第1の三次元画像データに基づいて前記複数のマーカのうちの少なくとも1つのマーカの空間位置を求め、前記複数の方向に対応するX線投影データのそれぞれについて、前記X線投影データの投影面への前記マーカの空間位置の投影位置と前記X線投影データに基づいて求められた対応するマーカの前記投影面上における二次元位置との間におけるシフト量を求め、前記シフト量を用いた補正を伴う前記X線投影データに対する第2の画像再構成処理によって第2の三次元画像データを生成する。 An X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention includes a data collection unit and a data processing unit. The data collection means collects X-ray projection data corresponding to the plurality of directions from the subject by exposing the subject into which a stent provided with a plurality of markers is inserted from a plurality of directions. Data processing means obtains the spatial position of at least one marker of the plurality of markers on the basis of the first three-dimensional image data generated by the first image reconstruction processing with respect to the X-ray projection data, said plurality for each X-ray projection data corresponding to the direction of the projection plane of the marker corresponding determined based and the projection position of the spatial position of the marker to the projection plane of the X-ray projection data on the X-ray projection data A shift amount with respect to the above two-dimensional position is obtained, and second three-dimensional image data is generated by a second image reconstruction process for the X-ray projection data accompanied by correction using the shift amount .

本発明の第1の実施形態に係るX線診断装置の構成図。1 is a configuration diagram of an X-ray diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1に示すX線診断装置とともに使用可能な従来のステントの構造を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the conventional stent which can be used with the X-ray diagnostic apparatus shown in FIG. 図1に示すX線診断装置とともに使用可能な本発明の実施形態に係るX線診断用のステントの構造例を示す斜視図。The perspective view which shows the structural example of the stent for X-ray diagnosis which concerns on embodiment of this invention which can be used with the X-ray diagnostic apparatus shown in FIG. 図1に示すX線診断装置とともに使用可能な本発明の実施形態に係るX線診断用のステントの別の構造例を示す斜視図。The perspective view which shows another structural example of the stent for X-ray diagnosis which concerns on embodiment of this invention which can be used with the X-ray diagnostic apparatus shown in FIG. 図1に示すX線診断装置により、ステントを挿入した被検体のイメージングを行う際の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow at the time of imaging of the subject which inserted the stent by the X-ray diagnostic apparatus shown in FIG. 図1に示すデータ処理系におけるデータ処理において用いられる座標系及びパラメータの定義を示す図。The figure which shows the definition of the coordinate system and parameter used in the data processing in the data processing system shown in FIG. 本発明の第2の実施形態に係るX線診断装置の構成図。The block diagram of the X-ray diagnostic apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

本発明の実施形態に係るX線診断装置及びX線診断用のステントについて添付図面を参照して説明する。   An X-ray diagnostic apparatus and an X-ray diagnostic stent according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係るX線診断装置の構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention.

X線診断装置1は、撮影系2、制御系3、データ処理系4及びコンソール5を備えている。撮影系2は、X線管6、X線検出器7、C型アーム8、土台9及び寝台10を有する。また、データ処理系4は、A/D (analog to digital)変換器11、コンピュータ12、D/A (digital to analog)変換器13及び表示装置14を有する。   The X-ray diagnostic apparatus 1 includes an imaging system 2, a control system 3, a data processing system 4, and a console 5. The imaging system 2 includes an X-ray tube 6, an X-ray detector 7, a C-type arm 8, a base 9 and a bed 10. The data processing system 4 includes an A / D (analog to digital) converter 11, a computer 12, a D / A (digital to analog) converter 13, and a display device 14.

X線管6及びX線検出器7は、寝台10を挟んで対向配置するようにC型アーム8の両端に固定される。C型アーム8は、土台9によって保持される。土台9は、モータ9A及び回転機構9Bを備え、モータ9A及び回転機構9Bの駆動により、C型アーム8とともにX線管6及びX線検出器7を所望の位置にプロペラのように高速に回転させることができる。   The X-ray tube 6 and the X-ray detector 7 are fixed to both ends of the C-arm 8 so as to face each other across the bed 10. The C-type arm 8 is held by a base 9. The base 9 includes a motor 9A and a rotation mechanism 9B. By driving the motor 9A and the rotation mechanism 9B, the X-ray tube 6 and the X-ray detector 7 are rotated at high speed like a propeller to a desired position together with the C-type arm 8. Can be made.

X線検出器7としては、平面検出器(FPD: flat panel detector)やイメージインテンシファイアテレビ(I.I.-TV: image intensifier TV)を用いることができる。また、X線検出器7の出力側は、データ処理系4のA/D変換器11と接続される。   As the X-ray detector 7, a flat panel detector (FPD) or an image intensifier TV (I.I.-TV: image intensifier TV) can be used. The output side of the X-ray detector 7 is connected to the A / D converter 11 of the data processing system 4.

制御系3は、撮影系2を構成する各構成要素に制御信号を出力することによって撮影系2を駆動制御する装置である。制御系3は入力装置としてのコンソール5と接続され、制御系3への撮像条件等の指示情報は、コンソール5から入力することができる。   The control system 3 is a device that drives and controls the photographing system 2 by outputting a control signal to each component constituting the photographing system 2. The control system 3 is connected to a console 5 as an input device, and instruction information such as imaging conditions to the control system 3 can be input from the console 5.

そして、撮影系2は、制御系3による制御下において回転可能なX線管6から寝台10にセットされた被検体Oに向けて互いに異なる角度でX線を順次曝射し、複数の方向から被検体Oを透過したX線をX線検出器7によりX線投影データとして順次収集できるように構成される。   The imaging system 2 sequentially emits X-rays at different angles from the rotatable X-ray tube 6 to the subject O set on the bed 10 under the control of the control system 3 from a plurality of directions. X-rays that have passed through the subject O are sequentially collected by the X-ray detector 7 as X-ray projection data.

特に、X線診断装置1では、被検体Oの撮像部位に挿入されたステントを含む撮像領域のイメージングを実行し、ステントを構成するストラットを描出できるように構成されている。すなわち、撮影系2では、被検体Oの撮像部位に挿入されたステントを含む領域からのX線投影データを収集することができる。   In particular, the X-ray diagnostic apparatus 1 is configured to perform imaging of an imaging region including a stent inserted into an imaging region of the subject O and draw a strut constituting the stent. That is, the imaging system 2 can collect X-ray projection data from a region including a stent inserted in the imaging region of the subject O.

図2は、図1に示すX線診断装置1とともに使用可能な従来のステントの構造を示す斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a conventional stent that can be used with the X-ray diagnostic apparatus 1 shown in FIG.

図2に示すように、従来のステント15は、網目の筒状に形成されたストラット16の両端にそれぞれ4つのマーカ17を対称かつ均等配置して構成される。このような構成を有するステント15は、頭蓋内などの動脈瘤を含む血管内に挿入し、主として血管内の治療をより安全に行うためなどに用いられる。   As shown in FIG. 2, the conventional stent 15 is configured by symmetrically and equally arranging four markers 17 on both ends of a strut 16 formed in a mesh tube shape. The stent 15 having such a configuration is inserted into a blood vessel including an aneurysm, such as an intracranial region, and is mainly used for performing treatment in the blood vessel more safely.

マーカ17は、撮像部位周辺に存在する基準物質よりも高いCT値を呈する物質で構成される。例えば、頭蓋内で使用されるステントであれば、骨又は歯のCT値よりも高いCT値を有する材料によってマーカ17を構成することが実用的である。   The marker 17 is made of a material that exhibits a CT value higher than that of a reference material existing around the imaging region. For example, in the case of a stent used in the cranium, it is practical to configure the marker 17 with a material having a CT value higher than that of bone or teeth.

このため、ステント15を含む領域からX線投影データを収集すると、マーカ17に対応する領域が低信号値として描出される画像データを生成することが可能となる。この場合、撮影系2は、複数のマーカ17を設けたステント15が挿入された被検体Oに複数の方向からX線を曝射することによって被検体Oから複数の方向に対応するX線投影データを収集するデータ収集手段として機能する。但し、同様なデータ収集手段としての機能がX線診断装置1に備えられれば、他の構成要素でデータ収集手段を構成してもよい。   For this reason, when X-ray projection data is collected from the region including the stent 15, it is possible to generate image data in which the region corresponding to the marker 17 is depicted as a low signal value. In this case, the imaging system 2 emits X-rays from the subject O in a plurality of directions by exposing the subject O into which the stent 15 provided with the plurality of markers 17 is inserted from a plurality of directions. It functions as a data collection means for collecting data. However, if the X-ray diagnostic apparatus 1 is provided with a similar function as data collection means, the data collection means may be constituted by other components.

図2に示す従来のステント15では、各端部に4つのマーカ17が同一円上に均等間隔で配置される。従って、投影方向によっては、複数のマーカ17が重なる場合がある。例えば、ストラット16の長手方向となる軸方向Lに垂直な方向P1からX線投影データを収集すると、全てのマーカ17が重なる場合がある。このような場合、X線投影データから画像データを再構成しても、画像データ上において各マーカ17を互いに区別することが困難になる恐れがある。   In the conventional stent 15 shown in FIG. 2, four markers 17 are arranged at equal intervals on the same circle at each end. Therefore, depending on the projection direction, a plurality of markers 17 may overlap. For example, if X-ray projection data is collected from the direction P1 perpendicular to the axial direction L, which is the longitudinal direction of the strut 16, all the markers 17 may overlap. In such a case, even if the image data is reconstructed from the X-ray projection data, it may be difficult to distinguish the markers 17 from each other on the image data.

そこで、複数のマーカ17を、ある単一の方向に位置を投影した場合に少なくとも1つが重ならないように、ストラット16の少なくとも一端に配置することが好適である。   Therefore, it is preferable to arrange the plurality of markers 17 at at least one end of the strut 16 so that at least one of the markers 17 does not overlap when projected in a single direction.

図3は、図1に示すX線診断装置1とともに使用可能な本発明の実施形態に係るX線診断用のステントの構造例を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing a structural example of an X-ray diagnostic stent according to an embodiment of the present invention that can be used with the X-ray diagnostic apparatus 1 shown in FIG.

図3に示すステント15Aは、網目の筒状に形成されたストラット16の両端にそれぞれ3つのマーカ17を対称かつ均等配置して構成した例を示している。図3に示すように、マーカ17の数を奇数にすれば、少なくともストラット16の軸方向Lと異なる単一の方向P2に投影した場合において、少なくとも1つが重ならないように複数のマーカ17を配置することができる。   A stent 15A shown in FIG. 3 shows an example in which three markers 17 are arranged symmetrically and equally on both ends of a strut 16 formed in a mesh shape. As shown in FIG. 3, when the number of markers 17 is an odd number, a plurality of markers 17 are arranged so that at least one of them does not overlap when projected in at least a single direction P2 different from the axial direction L of the struts 16. can do.

尚、ストラット16の一端に設けられるマーカ17の数を5個以上とすると、ステントの構造及び製造過程が複雑になるといった弊害も考えられることから、実用的には3つのマーカ17をストラット16の一端に配置することが適切である。すなわち、ストラット16の少なくとも一端に3つのマーカ17を配置すれば、ストラット16の軸方向Lと異なる単一の方向P2に投影した場合に全てのマーカ17が重なることを防ぐことができる。   If the number of the markers 17 provided at one end of the strut 16 is 5 or more, there is a possibility that the structure of the stent and the manufacturing process become complicated. Suitably placed at one end. That is, if the three markers 17 are arranged at at least one end of the strut 16, it is possible to prevent all the markers 17 from overlapping when projected in a single direction P2 different from the axial direction L of the strut 16.

更に、複数のマーカ17を、ストラット16の軸方向Lに位置を投影した場合において互いに重ならないように、ストラット16の両端にそれぞれ配置することもできる。   Further, the plurality of markers 17 can be respectively disposed at both ends of the strut 16 so as not to overlap each other when the positions are projected in the axial direction L of the strut 16.

図4は、図1に示すX線診断装置1とともに使用可能な本発明の実施形態に係るX線診断用のステントの別の構造例を示す斜視図である。   FIG. 4 is a perspective view showing another structural example of a stent for X-ray diagnosis according to an embodiment of the present invention that can be used with the X-ray diagnostic apparatus 1 shown in FIG.

図4に示すステント15Bは、網目の筒状に形成されたストラット16の両端にそれぞれ4つのマーカ17を均等配置して構成した例を示している。但し、一旦側に設けられた4つのマーカ17をストラット16の軸Lに沿って投影すると、他端側に設けられた4つのマーカ17に対して所定の角度θだけ回転させた位置となる。このため、ストラット16の軸方向Lを含む単一の方向に全てのマーカ17の位置を平行投影した場合において、全てのマーカ17が重なることを防ぐことができる。   A stent 15B shown in FIG. 4 shows an example in which four markers 17 are equally arranged on both ends of a strut 16 formed in a meshed cylindrical shape. However, when the four markers 17 once provided on the side are projected along the axis L of the strut 16, the four markers 17 provided on the other end side are rotated by a predetermined angle θ. For this reason, when the positions of all the markers 17 are parallel-projected in a single direction including the axial direction L of the strut 16, it is possible to prevent all the markers 17 from overlapping.

このように従来のステント15のストラット16の一方に設けられた4つのマーカ17の配置を他方の4つのマーカ17に対してシフトさせれば、マーカ17の数を変えなくてもマーカ17同士の重なりを防止することができる。   In this way, if the arrangement of the four markers 17 provided on one of the struts 16 of the conventional stent 15 is shifted with respect to the other four markers 17, the markers 17 can be connected to each other without changing the number of markers 17. Overlap can be prevented.

尚、マーカ17同士の重なりの防止効果の向上及び製造方法を容易にする観点からは、ストラット16の軸方向Lに投影した場合に互いに45度回転させた位置となるようにストラット16の両端にそれぞれ4つのマーカ17を配置することが好適である。   From the viewpoint of improving the effect of preventing the overlapping of the markers 17 and facilitating the manufacturing method, when projected in the axial direction L of the strut 16, the struts 16 are positioned at both ends so that they are rotated by 45 degrees. It is preferable to arrange four markers 17 for each.

もちろん、ストラット16の両端にそれぞれ3つのマーカ17を設け、ストラット16の軸方向Lに一端側のマーカ17の位置を投影した場合に、他端側のマーカ17の位置と重ならないようにしてもよい。この場合においても、マーカ17同士の重なりの防止効果の向上及び製造方法を容易にする観点からは、ストラット16の軸方向Lに投影した場合に互いに60度回転させた位置となるようにストラット16の両端にそれぞれ3つのマーカ17を配置することが好適である。この他、ストラット16の両端にそれぞれ異なる数のマーカ17を設けることも可能である。   Of course, when the three markers 17 are provided at both ends of the strut 16 and the position of the marker 17 on one end side is projected in the axial direction L of the strut 16, it does not overlap with the position of the marker 17 on the other end side. Good. Even in this case, from the viewpoint of improving the effect of preventing the overlapping of the markers 17 and facilitating the manufacturing method, the struts 16 are positioned so as to be rotated by 60 degrees when projected in the axial direction L of the struts 16. It is preferable to arrange three markers 17 at both ends. In addition, it is also possible to provide different numbers of markers 17 at both ends of the strut 16.

次に、データ処理系4の詳細機能について説明する。   Next, detailed functions of the data processing system 4 will be described.

データ処理系4のA/D変換器11の出力側は、コンピュータ12の入力側と接続される。一方、コンピュータ12の出力側には、D/A変換器13を介して表示装置14が接続される。また、コンピュータ12は、コンソール5と接続される。そして、コンピュータ12には、コンソール5の操作によってデータ処理に必要な指示情報を入力することができる。   The output side of the A / D converter 11 of the data processing system 4 is connected to the input side of the computer 12. On the other hand, a display device 14 is connected to the output side of the computer 12 via a D / A converter 13. The computer 12 is connected to the console 5. Then, instruction information necessary for data processing can be input to the computer 12 by operating the console 5.

更に、コンピュータ12は、プログラムを読み込むことにより、フィルタリング部18、第1の画像再構成部19、3Dマーカ同定部20、マーカ投影部21、2Dマーカ同定部22、第2の画像再構成部23、3D画像処理部24、アフィン変換部25及びLUT (Look Up Table)26として機能する。但し、これらの機能を得るために回路を用いてデータ処理系4を構成してもよい。   Furthermore, the computer 12 reads the program to thereby filter the filtering unit 18, the first image reconstruction unit 19, the 3D marker identification unit 20, the marker projection unit 21, the 2D marker identification unit 22, and the second image reconstruction unit 23. , Functions as a 3D image processing unit 24, an affine transformation unit 25, and a LUT (Look Up Table) 26. However, in order to obtain these functions, the data processing system 4 may be configured using a circuit.

フィルタリング部18は、X線検出器7からA/D変換器11を介してコンピュータ12に入力されたX線投影データやX線投影データに基づいて生成されるデータに対して高周波強調フィルタリング等の必要なフィルタ処理を施す機能を有する。   The filtering unit 18 performs high-frequency emphasis filtering or the like on the X-ray projection data input to the computer 12 from the X-ray detector 7 via the A / D converter 11 or data generated based on the X-ray projection data. It has a function of performing necessary filter processing.

第1の画像再構成部19は、X線検出器7からA/D変換器11を介してコンピュータ12に入力された複数の方向に対応する複数のX線投影データに基づく画像再構成処理を実行することにより、複数の方向に対応するX線投影データから第1の3D画像データとしてボリュームデータを再構成する機能を有する。   The first image reconstruction unit 19 performs an image reconstruction process based on a plurality of X-ray projection data corresponding to a plurality of directions input to the computer 12 from the X-ray detector 7 via the A / D converter 11. By executing this function, volume data is reconstructed as first 3D image data from X-ray projection data corresponding to a plurality of directions.

3Dマーカ同定部20は、第1の画像再構成部19において生成された第1の3D画像データに基づいて、ステント15、15A、15Bに設けられた複数のマーカ17のうちの少なくとも1つのマーカ17の3D座標系における3D位置を同定する機能を有する。単一又は複数のマーカ17の空間位置は、第1の3D画像データに対する閾値処理によって求めることができる。すなわち、マーカ17のCT値は基準となる物質よりも高い。このため、第1の3D画像データのCT値に相当する画素値が閾値よりも大きくなる点又は領域を閾値処理によって特定すれば、第1の3D画像データ上におけるマーカ17の空間位置を同定することができる。   The 3D marker identification unit 20 is based on the first 3D image data generated by the first image reconstruction unit 19 and is at least one marker among the plurality of markers 17 provided on the stents 15, 15 </ b> A, 15 </ b> B. It has a function of identifying 3D positions in 17 3D coordinate systems. The spatial positions of the single or plural markers 17 can be obtained by threshold processing for the first 3D image data. That is, the CT value of the marker 17 is higher than the reference substance. For this reason, if the point or area where the pixel value corresponding to the CT value of the first 3D image data is larger than the threshold value is specified by threshold processing, the spatial position of the marker 17 on the first 3D image data is identified. be able to.

但し、基準となる物質よりもCT値が高いマーカ17以外の物質が撮像領域に存在すると、マーカ17の位置を同定するための閾値処理によって、マーカ17の位置が誤認識される恐れがある。例えば、歯の治療跡として金属が存在する場合において、歯のCT値よりも高い部位を閾値処理によって抽出すると、金属部分がマーカ17として誤認識される恐れがある。   However, if a substance other than the marker 17 having a CT value higher than that of the reference substance is present in the imaging region, the position of the marker 17 may be erroneously recognized by threshold processing for identifying the position of the marker 17. For example, in the case where a metal exists as a dental treatment trace, if a portion higher than the CT value of a tooth is extracted by threshold processing, the metal portion may be erroneously recognized as the marker 17.

そこで、3Dマーカ同定部20には、第1の3D画像データに対する閾値処理によって一旦、マーカ17の候補を特定し、マーカ17の候補として誤認識されたマーカ17以外の点又は領域を除外するエラー処理を実行する機能を設けることができる。第1の3D画像データに基づいて誤認識されたマーカ17の候補を除去するためのエラー処理は、ステント15、15A、15Bに設けられた複数のマーカ17の幾何学的情報に基づいて実行することができる。   Therefore, the 3D marker identification unit 20 uses the threshold process for the first 3D image data to temporarily identify the marker 17 candidate and exclude an error that excludes a point or region other than the marker 17 erroneously recognized as the marker 17 candidate. A function for executing processing can be provided. The error processing for removing the candidate of the marker 17 erroneously recognized based on the first 3D image data is executed based on the geometric information of the plurality of markers 17 provided on the stents 15, 15A, 15B. be able to.

具体的には、ステント15、15A、15Bに設けられた各マーカ17の大きさ、形状、他のマーカ17との間における距離、ストラット16の中心からの距離及び第1の3D画像データの中心からの距離等の幾何学的情報は既知であるため、既知情報に基づいてマーカ17の位置となり得ない位置におけるマーカ17の候補を誤認識された候補として除外することができる。これにより、歯の治療跡として存在する金属領域等をマーカ17の候補から除外することができる。   Specifically, the size and shape of each marker 17 provided on the stent 15, 15A, 15B, the distance between other markers 17, the distance from the center of the strut 16, and the center of the first 3D image data Since the geometric information such as the distance from is already known, the marker 17 candidate at a position that cannot be the position of the marker 17 based on the known information can be excluded as a misrecognized candidate. Thereby, the metal area | region etc. which exist as a dental treatment trace can be excluded from the marker 17 candidate.

マーカ投影部21は、3Dマーカ同定部20により求められた第1の3D画像データ上におけるマーカ17の3D空間位置を、各X線投影データの投影面にそれぞれ投影した場合における2D投影位置を求める機能を有する。換言すれば、マーカ投影部21は、マーカ17の3D空間位置のX線投影データの各投影面への投影位置を算出する機能を備えている。この各投影面上におけるマーカ17の2D投影位置の算出は、各X線投影データの収集にそれぞれ用いられた投影系の空間座標情報に基づいて行うことができる。   The marker projection unit 21 obtains a 2D projection position when the 3D spatial position of the marker 17 on the first 3D image data obtained by the 3D marker identification unit 20 is projected on the projection plane of each X-ray projection data. It has a function. In other words, the marker projection unit 21 has a function of calculating the projection position of the X-ray projection data of the 3D space position of the marker 17 on each projection plane. The calculation of the 2D projection position of the marker 17 on each projection plane can be performed based on the spatial coordinate information of the projection system used for collecting each X-ray projection data.

但し、上述したようにX線投影データの投影方向によっては、互いに異なるマーカ17の2D投影位置が重なったり、区別が困難になる恐れがある。特に図2に示すような従来のステント15を用いる場合には、異なる複数のマーカ17の2D投影位置の区別が困難になる場合が多い。   However, as described above, depending on the projection direction of the X-ray projection data, the 2D projection positions of the markers 17 that are different from each other may overlap or may be difficult to distinguish. In particular, when the conventional stent 15 as shown in FIG. 2 is used, it is often difficult to distinguish the 2D projection positions of different markers 17.

そこで、マーカ投影部21において、投影面上において近接するマーカ17の2D投影位置間における距離を算出し、算出した距離が閾値以下となる場合には2D投影位置の算出対象から除外するエラー処理を行うようにすることができる。   Therefore, the marker projection unit 21 calculates the distance between the 2D projection positions of the markers 17 that are close to each other on the projection plane, and performs error processing to exclude the calculated distance from the calculation target of the 2D projection position when the calculated distance is equal to or less than the threshold value. Can be done.

2Dマーカ同定部22は、X線検出器7からコンピュータ12に入力された複数の方向に対応する複数のX線投影データに基づいて、ステント15、15A、15Bに設けられた各マーカ17の各投影面上における2D位置を同定する機能と、マーカ17の空間位置のX線投影データの投影面への2D投影位置と、同定されたマーカ17の2D位置との間におけるシフト量を補正データとして求める機能を有する。   The 2D marker identification unit 22 uses each of the markers 17 provided on the stents 15, 15 </ b> A, and 15 </ b> B based on a plurality of X-ray projection data corresponding to a plurality of directions input from the X-ray detector 7 to the computer 12. The correction amount is a shift amount between the function for identifying the 2D position on the projection plane, the 2D projection position of the X-ray projection data of the spatial position of the marker 17 on the projection plane, and the 2D position of the identified marker 17. It has the required function.

尚、2D位置の同定の対象となるマーカ17は、マーカ投影部21により算出され、エラー処理によって除外されなかった2D投影位置に対応するマーカ17とすれば十分である。従って、マーカ投影部21により算出された2D投影位置近傍の範囲内におけるX線投影データから実際のマーカ17の2D位置を同定すればよい。そのため、2Dマーカ同定部22は、マーカ投影部21からマーカ17の2D投影位置を取得できるように構成される。   It is sufficient that the marker 17 to be identified as the 2D position is the marker 17 corresponding to the 2D projection position calculated by the marker projection unit 21 and not excluded by the error processing. Therefore, the actual 2D position of the marker 17 may be identified from the X-ray projection data within the range near the 2D projection position calculated by the marker projection unit 21. Therefore, the 2D marker identification unit 22 is configured to acquire the 2D projection position of the marker 17 from the marker projection unit 21.

X線投影データ上における実際のマーカ17の2D位置は、信号の僅かな極小値として現れる。従って、僅かな極小値及び極小値に対応する位置を高精度で検出するための任意の信号処理によってマーカ17の2D位置を同定することができる。   The actual 2D position of the marker 17 on the X-ray projection data appears as a slight local minimum of the signal. Therefore, the 2D position of the marker 17 can be identified by arbitrary signal processing for detecting a small minimum value and a position corresponding to the minimum value with high accuracy.

また、マーカ投影部21において近接するマーカ17の2D投影位置間における距離を計算する代わりに、2Dマーカ同定部22において同定された近接するマーカ17の実際の2D位置間における距離を計算するようにしてもよい。この場合、2Dマーカ同定部22は、投影面上において近接するマーカ17の2D位置間における距離を算出し、算出した距離が閾値以下となる場合には2D投影位置に対する2D位置のシフト量、つまり補正データの算出対象から除外するエラー処理を行うように構成される。   Further, instead of calculating the distance between the 2D projection positions of the adjacent markers 17 in the marker projection unit 21, the distance between the actual 2D positions of the adjacent markers 17 identified in the 2D marker identification unit 22 is calculated. May be. In this case, the 2D marker identification unit 22 calculates the distance between the 2D positions of the markers 17 that are close to each other on the projection plane, and when the calculated distance is equal to or less than the threshold, the shift amount of the 2D position with respect to the 2D projection position, that is, An error process for excluding the correction data from the calculation target is performed.

第2の画像再構成部23は、2Dマーカ同定部22において求められた補正データを用いた補正を伴って、X線投影データに対する第2の画像再構成処理を実行することによって第2の3D画像データを生成する機能を有する。   The second image reconstruction unit 23 performs a second image reconstruction process on the X-ray projection data by performing a second image reconstruction process with correction using the correction data obtained by the 2D marker identification unit 22. It has a function of generating image data.

すなわち、マーカ17の2D投影位置の実際の2D位置からの位置ずれ量は、マーカ17の位置の再現性の誤差と考えることができる。そこで、このマーカ17の位置ずれ量をキャンセルさせる補正処理を各投影方向に対応するX線投影データに対してそれぞれ実行することによって、撮影系2における位置決め精度の誤差及び被検体Oの動きによる撮像部位の微細な位置ずれを補正することができる。そして、微細な位置ずれの補正後におけるX線投影データに基づく第2の画像再構成処理によって、より空間分解能の高い第2の3D画像データを生成することができる。   That is, the positional deviation amount of the 2D projection position of the marker 17 from the actual 2D position can be considered as an error in the reproducibility of the position of the marker 17. Therefore, by performing correction processing for canceling the positional deviation amount of the marker 17 on the X-ray projection data corresponding to each projection direction, imaging based on the positioning accuracy error in the imaging system 2 and the movement of the subject O is performed. A minute positional shift of the part can be corrected. Then, the second 3D image data with higher spatial resolution can be generated by the second image reconstruction process based on the X-ray projection data after correcting the fine positional deviation.

尚、マーカ投影部21又は2Dマーカ同定部22において、重なる恐れのあるマーカ17の2D投影位置又は2D位置を除外するエラー処理が実行される場合には、一部のマーカ17に対応する補正データを用いて位置の補正処理が実行されることとなる。つまり、複数のマーカ17のうち2D投影面上において2D投影位置又は実際の2D位置が近接するマーカ17の2D投影位置間における距離又は実際の2D位置間における距離が閾値よりも大きいマーカ17に対応する2D投影位置と実際の2D位置間との間におけるシフト量のみを用いて補正を伴う第2の画像再構成処理が実行される。   In addition, in the marker projection part 21 or the 2D marker identification part 22, when the error process which excludes the 2D projection position or 2D position of the marker 17 with a possibility of overlapping is performed, the correction data corresponding to some markers 17 The position correction process is executed using. That is, among the plurality of markers 17, the distance between the 2D projection positions of the markers 17 that are close to each other on the 2D projection plane or the actual 2D position or the distance between the actual 2D positions is larger than the threshold. The second image reconstruction process with correction is executed using only the shift amount between the 2D projection position to be performed and the actual 2D position.

このように、マーカ投影部21又は2Dマーカ同定部22にエラー処理を実行する機能を設けることによって、一部のマーカ17が重なったとしてもマーカ17の位置情報に基づく高精度な位置補正処理を実行することができる。特に、図3及び図4に示すステント15A、15Bを用いれば、一部のマーカ17が投影面上において重なったとしても、他のマーカ17の位置情報に基づいて高精度かつ適切な補正処理を行うことができる。   Thus, by providing the marker projection unit 21 or the 2D marker identification unit 22 with a function of executing error processing, even if some of the markers 17 overlap, highly accurate position correction processing based on the position information of the markers 17 is performed. Can be executed. In particular, if the stents 15A and 15B shown in FIGS. 3 and 4 are used, even if some of the markers 17 overlap each other on the projection plane, highly accurate and appropriate correction processing is performed based on the position information of the other markers 17. It can be carried out.

3D画像処理部24は、第1の画像再構成部19において生成された第1の3D画像データ及び第2の画像再構成部23において生成された第2の3D画像データの一方又は双方に基づく3D画像処理によって表示用の2D画像データを生成する機能と、生成した表示用の2D画像データをD/A変換器13を介して表示装置14に表示させる機能を有する。   The 3D image processing unit 24 is based on one or both of the first 3D image data generated by the first image reconstruction unit 19 and the second 3D image data generated by the second image reconstruction unit 23. It has a function of generating 2D image data for display by 3D image processing and a function of displaying the generated 2D image data for display on the display device 14 via the D / A converter 13.

3D画像処理の例としては、最大値投影(MIP: maximum intensity projection)処理、断面変換(MPR: multi-planar reconstruction)処理、ボリューム・レンダリング(VR: volume rendering)処理、サーフェス・レンダリング(SR: surface rendering)処理等の3D画像データから2D画像データを生成するための様々な処理が挙げられる。これらの画像処理の種類及び画像処理条件については、コンソール5から指示情報を3D画像処理部24に入力することによって設定することができる。   Examples of 3D image processing include maximum intensity projection (MIP) processing, multi-planar reconstruction (MPR) processing, volume rendering (VR) processing, and surface rendering (SR). Various processes for generating 2D image data from 3D image data, such as rendering) processing, can be mentioned. These types of image processing and image processing conditions can be set by inputting instruction information from the console 5 to the 3D image processing unit 24.

アフィン変換部25は、コンソール5から入力された指示情報に基づいて、3D画像処理部24において生成された2D画像データに対して回転、移動、拡大及び縮小等のアフィン変換処理を実行する機能と、アフィン変換処理後の画像データをD/A変換器13を介して表示装置14に出力させる機能を有する。換言すれば、アフィン変換部25は、入力装置としてのコンソール5から入力された指示情報に従って、表示装置14に表示されている2D診断画像を回転、移動、拡大及び縮小させる機能を有する。   The affine transformation unit 25 has a function of executing affine transformation processing such as rotation, movement, enlargement and reduction on the 2D image data generated by the 3D image processing unit 24 based on the instruction information input from the console 5. The image data after the affine transformation process is output to the display device 14 via the D / A converter 13. In other words, the affine transformation unit 25 has a function of rotating, moving, enlarging and reducing the 2D diagnostic image displayed on the display device 14 in accordance with the instruction information input from the console 5 as an input device.

LUT26には、画像データの階調変換を行うための階調情報が保存されており、階調情報を参照することにより表示装置14に表示すべき画像データの階調変換を行う機能が備えられる。   The LUT 26 stores gradation information for performing gradation conversion of image data, and has a function of performing gradation conversion of image data to be displayed on the display device 14 by referring to the gradation information. .

以上の例では、プログラムを読み込ませたコンピュータ12がX線投影データに対する第1の画像再構成処理によって生成した第1の三次元画像データに基づいて複数のマーカ17のうちの少なくとも1つのマーカ17の空間位置を求め、X線投影データの投影面へのマーカ17の空間位置の投影位置とX線投影データに基づいて求められた対応するマーカ17の二次元位置との間におけるシフト量を用いた補正を伴うX線投影データに対する第2の画像再構成処理によって第2の三次元画像データを生成するデータ処理手段として機能している。但し、同様なデータ処理手段としての機能がX線診断装置1に備えられれば、他の構成要素でデータ処理手段を構成してもよい。   In the above example, at least one marker 17 out of the plurality of markers 17 based on the first three-dimensional image data generated by the computer 12 having read the program by the first image reconstruction process on the X-ray projection data. And the shift amount between the projection position of the marker 17 on the projection plane of the X-ray projection data and the two-dimensional position of the corresponding marker 17 obtained based on the X-ray projection data is used. It functions as data processing means for generating second 3D image data by second image reconstruction processing for X-ray projection data with correction. However, if the X-ray diagnostic apparatus 1 is provided with a similar function as a data processing unit, the data processing unit may be configured with other components.

次にX線診断装置1の動作及び作用について説明する。   Next, the operation and action of the X-ray diagnostic apparatus 1 will be described.

図5は、図1に示すX線診断装置1により、ステント15、15A、15Bを挿入した被検体Oのイメージングを行う際の流れを示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing a flow when imaging the subject O into which the stents 15, 15A, 15B are inserted by the X-ray diagnostic apparatus 1 shown in FIG.

まずステップS1において、制御系3による制御下において撮影系2が駆動する。そして、撮影系2は、複数のマーカ17を設けたステント15、15A、15Bが挿入された被検体Oに複数の方向からX線を曝射することによって被検体Oから複数の方向に対応するX線投影データを収集する。   First, in step S1, the photographing system 2 is driven under the control of the control system 3. The imaging system 2 corresponds to a plurality of directions from the subject O by exposing X-rays from the plurality of directions to the subject O into which the stents 15, 15 </ b> A, and 15 </ b> B provided with the plurality of markers 17 are inserted. Collect X-ray projection data.

より具体的には、土台9に設けられたモータ9A及び回転機構9Bの駆動により、C型アーム8が所定の角度となるように回転される。そして、寝台10にセットされた被検体Oに向けてX線管6からX線が曝射される。このため、被検体Oを透過したX線がX線検出器7によりX線投影データとして検出される。   More specifically, the C-arm 8 is rotated at a predetermined angle by driving a motor 9A and a rotation mechanism 9B provided on the base 9. Then, X-rays are exposed from the X-ray tube 6 toward the subject O set on the bed 10. For this reason, X-rays transmitted through the subject O are detected as X-ray projection data by the X-ray detector 7.

このX線の曝射及びX線投影データの検出は、C型アーム8の回転によって投影角度を変化させながら繰り返される。例えば、投影角度を1度間隔で変化させ、200度分の透過X線の強度分布を200パターンのX線投影データとして収集することができる。   This X-ray exposure and X-ray projection data detection are repeated while changing the projection angle by the rotation of the C-arm 8. For example, by changing the projection angle at intervals of 1 degree, the intensity distribution of transmitted X-rays for 200 degrees can be collected as 200 patterns of X-ray projection data.

診断目的によっては、X線投影データの収集を、造影剤の注入後に行うこともできる。造影剤を注入して被検体Oの造影イメージングを行う場合には、X線投影データの収集に先だって、予め造影剤注入器(Injector) により被検体Oに造影剤が注入される。そして、造影剤の注入時から一定時間経過した後に、50度/秒程度の撮影系2の回転速度でX線投影データの収集が実行される。   Depending on the diagnostic purpose, the collection of X-ray projection data can also be performed after the injection of contrast agent. When contrast imaging of the subject O is performed by injecting a contrast agent, the contrast agent is injected into the subject O in advance by a contrast agent injector (Injector) prior to the collection of X-ray projection data. Then, after a certain time has elapsed since the injection of the contrast agent, collection of X-ray projection data is executed at the rotational speed of the imaging system 2 of about 50 degrees / second.

このようにしてX線検出器7により収集された200フレーム分程度のX線投影データは、データ処理系4に出力される。そして、データ処理系4に入力されたX線投影データは、A/D変換器11でディジタル信号に変換された後、コンピュータ12に出力される。   The X-ray projection data of about 200 frames collected by the X-ray detector 7 in this way is output to the data processing system 4. The X-ray projection data input to the data processing system 4 is converted to a digital signal by the A / D converter 11 and then output to the computer 12.

次に、ステップS2において、ディジタル信号に変換されたX線投影データは、第1の画像再構成部19に転送される。第1の画像再構成部19では、X線投影データに対する第1の3D画像再構成処理によって、X線投影データから第1の3D画像データとして3Dボリューム画像データが再構成される。   Next, in step S <b> 2, the X-ray projection data converted into the digital signal is transferred to the first image reconstruction unit 19. In the first image reconstruction unit 19, 3D volume image data is reconstructed from the X-ray projection data as the first 3D image data by the first 3D image reconstruction processing on the X-ray projection data.

画像再構成処理の方法としては様々な方法が知られているが、ここでは、Feldkamp等によって提案されたフィルタードバックプロジェクション法による画像再構成処理を行う場合を例に説明する。もちろん、フィルタードバックプロジェクション法に限らず、逐次近似法等の所望の画像再構成処理法を用いることができる。   Various methods are known as image reconstruction processing methods. Here, a case where image reconstruction processing by the filtered back projection method proposed by Feldkamp and the like is performed will be described as an example. Of course, not only the filtered back projection method but also a desired image reconstruction processing method such as a successive approximation method can be used.

図6は、図1に示すデータ処理系4におけるデータ処理において用いられる座標系及びパラメータの定義を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing the definition of a coordinate system and parameters used in data processing in the data processing system 4 shown in FIG.

図6に示すように3D固定座標系(X, Y, Z)及び固定座標系に対して角度φだけ回転した3D回転座標系(x, y, z)を定義することができる。この場合、ベクトルrは、回転するx軸上のX線源であるX線管6から曝射されるX線のコーンビームにより投影面Sp上において(y, z)を成分とするベクトルVに投影される。   As shown in FIG. 6, a 3D fixed coordinate system (X, Y, Z) and a 3D rotated coordinate system (x, y, z) rotated by an angle φ with respect to the fixed coordinate system can be defined. In this case, the vector r is changed to a vector V having (y, z) as a component on the projection plane Sp by an X-ray cone beam emitted from the X-ray tube 6 which is an X-ray source on the rotating x axis. Projected.

一方、画像再構成領域は、X線管6の管球から全ての方向に向かうX線束に内接する円筒として定義することができる。そして、円筒内は、X線検出器7に備えられる1つのX線検出素子の幅に投影されるX線の再構成領域の中心における距離dで離散化される。そして、離散点における画像データが求められる。但し、離散間隔は、距離dに限らず、装置ごとに定義された離散間隔を用いることができる。   On the other hand, the image reconstruction area can be defined as a cylinder that is inscribed in the X-ray bundle from the tube of the X-ray tube 6 in all directions. The inside of the cylinder is discretized by a distance d at the center of the reconstruction area of the X-rays projected onto the width of one X-ray detection element provided in the X-ray detector 7. Then, image data at discrete points is obtained. However, the discrete interval is not limited to the distance d, and a discrete interval defined for each apparatus can be used.

フィルタードバックプロジェクション法による画像再構成処理を行う場合、画像再構成処理によって生成される3D画像データfは、図6に示す座標系及びパラメータを用いて式(1)で示される。

Figure 0005921119
但し、式(1)においてW2は式(2)で表される重み関数である。
Figure 0005921119
When performing image reconstruction processing by the filtered back projection method, 3D image data f generated by the image reconstruction processing is expressed by Equation (1) using the coordinate system and parameters shown in FIG.
Figure 0005921119
In Equation (1), W 2 is a weighting function represented by Equation (2).
Figure 0005921119

また、式(1)における(y, z)は、ベクトルrがX線のコーンビームにより投影される点を示しており、式(3)のように表される。

Figure 0005921119
Figure 0005921119
Further, (y, z) in the equation (1) indicates a point at which the vector r is projected by the X-ray cone beam, and is represented by the equation (3).
Figure 0005921119
Figure 0005921119

但し、式(4)において*はコンボリューション演算子、Pφ(y, z)はX線投影データから得られるサブトラクションデータ、W1(y,z)は重み関数、g(y)はフィルタ関数である。フィルタ関数g(y)は逆投影演算に因るボケを補正するための高周波強調フィルタである。フィルタ関数g(y)の具体例としては、Shepp-LoganフィルタやRamachandran フィルタ等のコンボリューションフィルタが代表的である。 In Equation (4), * is a convolution operator, P φ (y, z) is subtraction data obtained from X-ray projection data, W 1 (y, z) is a weight function, and g (y) is a filter function. It is. The filter function g (y) is a high-frequency emphasis filter for correcting blur caused by back projection calculation. A concrete example of the filter function g (y) is a convolution filter such as a Shepp-Logan filter or a Ramachandran filter.

一方、式(4)における重み関数W1(y,z)は、式(5)のように表される。

Figure 0005921119
On the other hand, the weight function W 1 (y, z) in Equation (4) is expressed as Equation (5).
Figure 0005921119

すなわち、画像再構成処理は、式(1)から式(5)で示される。具体的には、まず200フレーム分程度のX線投影データは、濃度ムラの補正用の画像データとの間でサブトラクション処理される。次に、式(4)に示すように、サブトラクションによって生成された200フレーム分程度のサブトラクションデータPφ(y, z)は、重み関数W1(y,z)で重み付けされた後、コンボリューションフィルタg(y)がかけられる。 That is, the image reconstruction process is expressed by Expression (1) to Expression (5). Specifically, first, X-ray projection data for about 200 frames is subjected to subtraction processing with image data for correcting density unevenness. Next, as shown in Equation (4), subtraction data P φ (y, z) for about 200 frames generated by subtraction is weighted with a weighting function W 1 (y, z), and then convolved. Filter g (y) is applied.

更に、コンボリューション演算によって生成されたデータに式(1)で示すような逆投影演算を行うことにより画像再構成後の3Dボリューム画像データfを得ることができる。   Furthermore, 3D volume image data f after image reconstruction can be obtained by performing a back projection operation as shown in Expression (1) on the data generated by the convolution operation.

次に、ステップS3において、第1の3Dボリューム画像データは、3Dマーカ同定部20に送られる。3Dマーカ同定部20では、第1の3Dボリューム画像データに基づいて、ステント15、15A、15Bに設けられた各マーカ17の3D座標系における3D位置が同定される。   Next, in step S <b> 3, the first 3D volume image data is sent to the 3D marker identification unit 20. In the 3D marker identification unit 20, the 3D position in the 3D coordinate system of each marker 17 provided on the stents 15, 15A, 15B is identified based on the first 3D volume image data.

そのために、まず3Dボリューム画像データに対する閾値処理によって骨等の基準となる物質よりもCT値が高い部位が抽出される。例えば、閾値を3000として画素値が3000以上となる領域が抽出される。   For this purpose, first, a region having a CT value higher than that of a reference material such as bone is extracted by threshold processing on 3D volume image data. For example, an area where the threshold value is 3000 and the pixel value is 3000 or more is extracted.

閾値を3000として抽出される領域は金属である。従って、ステント15、15A、15Bに設けられたマーカ17の他、歯科治療用の金属等がマーカ17の候補として抽出される場合がある。   The region extracted with a threshold value of 3000 is metal. Therefore, in addition to the markers 17 provided on the stents 15, 15 </ b> A, and 15 </ b> B, dental treatment metals and the like may be extracted as candidates for the markers 17.

そこで、3Dマーカ同定部20は、抽出されたマーカ17の候補から誤認識されたマーカ17の候補を除外するエラー処理を実行する。エラー処理は、既知情報であるマーカ17の幾何学情報を参照した閾値処理によって行うことができる。   Therefore, the 3D marker identification unit 20 executes an error process for excluding a marker 17 candidate that is erroneously recognized from the extracted marker 17 candidates. The error processing can be performed by threshold processing that refers to the geometric information of the marker 17 that is known information.

例えば、ステント15、15A、15Bは通常撮影視野の中心付近に存在する。従って、撮影視野の中心から一定距離以内にあるマーカ17の候補をマーカ17の位置として選択することができる。これにより、歯科治療用の金属を除外することができる。   For example, the stents 15, 15A, 15B are usually present near the center of the field of view. Therefore, a candidate for the marker 17 that is within a certain distance from the center of the photographing field of view can be selected as the position of the marker 17. Thereby, the metal for dental treatment can be excluded.

或いは、マーカ17の候補の体積を用いてエラー処理を実行することも可能である。すなわち、マーカ17の体積は0.1mm3以下であるのに対して歯科治療用の金属の体積は小さくても100mm3である。従って、領域の体積が閾値以下となるマーカ17の候補をマーカ17の位置として選択することによって、歯科治療用の金属を除外することができる。 Alternatively, it is possible to execute error processing using the candidate volume of the marker 17. That is, the volume of the marker 17 is 0.1 mm 3 or less, whereas the volume of the dental treatment metal is 100 mm 3 at the smallest. Therefore, the metal for dental treatment can be excluded by selecting the candidate of the marker 17 whose volume of the region is equal to or less than the threshold as the position of the marker 17.

更に別の例としてマーカ17の数を利用したエラー処理も可能である。例えば、マーカ17の数が8個である場合にマーカ17の候補が10個抽出された場合には、2個のマーカ17の候補が除外すべきマーカ17の候補である。そこで、各マーカ17の候補間における相対距離を算出し、相対距離が長い順に2つのマーカ17の候補を除外することができる。   As yet another example, error processing using the number of markers 17 is also possible. For example, when ten markers 17 are extracted when the number of markers 17 is eight, two candidates for markers 17 are candidates for markers 17 to be excluded. Therefore, the relative distance between the candidates for each marker 17 can be calculated, and the candidates for the two markers 17 can be excluded in descending order of the relative distance.

次に、3Dマーカ同定部20は、同定された8個のマーカ17の重心を計算する。   Next, the 3D marker identification unit 20 calculates the centers of gravity of the eight identified markers 17.

次に、ステップS4において、同定された各マーカ17の3D重心位置は、マーカ投影部21に送られる。マーカ投影部21では、マーカ17の3D空間位置を各X線投影データの投影面にそれぞれ投影した場合における2D投影位置が算出される。2D投影位置は、X線投影データを収集した各投影方向に対応する投影系に基づいて幾何学的に算出することができる。   Next, in step S <b> 4, the 3D barycentric position of each identified marker 17 is sent to the marker projection unit 21. The marker projection unit 21 calculates the 2D projection position when the 3D spatial position of the marker 17 is projected onto the projection plane of each X-ray projection data. The 2D projection position can be calculated geometrically based on a projection system corresponding to each projection direction from which X-ray projection data has been collected.

次にマーカ投影部21は、複数のマーカ17の2D投影位置間における距離を計算する。そして、2D投影位置間における距離が閾値以下となるマーカ17の2D投影位置を除外する。これにより、投影面上において重なっている可能性のあるマーカ17の2D投影位置をデータ処理から除外することができる。   Next, the marker projection unit 21 calculates the distance between the 2D projection positions of the plurality of markers 17. Then, the 2D projection position of the marker 17 whose distance between the 2D projection positions is equal to or less than the threshold value is excluded. Thereby, the 2D projection position of the marker 17 that may overlap on the projection plane can be excluded from the data processing.

次に、ステップS5において、算出されたマーカ17の2D投影位置は、2Dマーカ同定部22に送られる。また、2Dマーカ同定部22は、X線投影データを取得する。そして、2Dマーカ同定部22は、複数の方向に対応するX線投影データに基づいて、マーカ17の各投影面上における2D位置を同定する。   Next, in step S <b> 5, the calculated 2D projection position of the marker 17 is sent to the 2D marker identification unit 22. The 2D marker identification unit 22 acquires X-ray projection data. Then, the 2D marker identification unit 22 identifies the 2D position on each projection plane of the marker 17 based on X-ray projection data corresponding to a plurality of directions.

具体的には、2Dマーカ同定部22は、まずX線投影データ上におけるマーカ17の2D投影位置の周辺の一定の範囲について最小となる画素値を探索する。尚、最小画素値の探索対象となる範囲は、撮影系2の不安定性の程度に応じて経験的に或いはシミュレーションなどによってマーカ17の2D位置が検出される可能性のある範囲に予め決定することができる。   Specifically, the 2D marker identification unit 22 first searches for a minimum pixel value in a certain range around the 2D projection position of the marker 17 on the X-ray projection data. It should be noted that the range to be searched for the minimum pixel value is determined in advance as a range in which the 2D position of the marker 17 may be detected empirically or by simulation or the like according to the degree of instability of the imaging system 2. Can do.

一例として、マーカ17の2D投影位置を中心とする300μm以内の初期範囲を設定し、初期範囲内において最小値が存在する可能性のあるより詳細な範囲を公知の粗い探索方法で最小画素位置の探索範囲として特定するようにしてもよい。逆に、初期範囲を設定せずにマーカ17の2D投影位置を中心とする300μm以内を最小画素位置の探索範囲としてもよい。   As an example, an initial range within 300 μm centered on the 2D projection position of the marker 17 is set, and a more detailed range in which a minimum value may exist within the initial range is determined by a known rough search method. You may make it specify as a search range. Conversely, the search range for the minimum pixel position may be within 300 μm centered on the 2D projection position of the marker 17 without setting the initial range.

2Dマーカ同定部22において最小画素位置の探索範囲が設定されると、設定された探索範囲について最小画素位置の探索処理が実行される。最小となる画素値は、極めて幅が狭い負のピークとして現れる。そこで、高精度でピークを検出するための信号処理が行われる。   When the search range for the minimum pixel position is set in the 2D marker identification unit 22, the search process for the minimum pixel position is executed for the set search range. The smallest pixel value appears as a very narrow negative peak. Therefore, signal processing for detecting a peak with high accuracy is performed.

最小画素位置の探索対象となるX線投影データには、撮像部位からの信号、つまりマーカ17の背景信号とマーカ17からの信号が重畳している。そこで、まず最小画素位置の探索範囲におけるX線投影データにローパスフィルタをかけて高周波成分を除去した低周波データを作成し、低周波データとフィルタ処理前におけるX線投影データとのサブトラクションデータを取得することが望ましい。これにより、マーカ17の背景信号をキャンセルしたデータを得ることができる。   A signal from the imaging region, that is, a background signal of the marker 17 and a signal from the marker 17 are superimposed on the X-ray projection data to be searched for the minimum pixel position. Therefore, low-frequency data is first created by applying a low-pass filter to the X-ray projection data in the search range of the minimum pixel position to remove high-frequency components, and subtraction data between the low-frequency data and the X-ray projection data before filtering is acquired. It is desirable to do. Thereby, the data which canceled the background signal of the marker 17 can be obtained.

次に、サブトラクションデータ上の2D投影位置周辺における探索範囲についてピーク位置の探索が実行される。そして、検出されたピークに対応する画素を中心としてX線投影データ又はサブトラクションデータの重心位置を計算することによって、高精度にマーカ17の実際の2D位置を同定することができる。   Next, the search for the peak position is executed for the search range around the 2D projection position on the subtraction data. Then, by calculating the barycentric position of the X-ray projection data or the subtraction data around the pixel corresponding to the detected peak, the actual 2D position of the marker 17 can be identified with high accuracy.

尚、上述したピークの検出処理は一例であり、他の手法によってX線投影データ上におけるマーカ17の実際の2D位置を同定するようにしてもよい。   Note that the above-described peak detection process is merely an example, and the actual 2D position of the marker 17 on the X-ray projection data may be identified by other methods.

次に、2Dマーカ同定部22は、マーカ投影部21によって算出されたマーカ17の2D投影位置と、X線投影データに基づいて同定されたマーカ17の実際の2D位置との間におけるシフト量を補正データとして求める。補正データ(Δy, Δz)は、i番目のマーカ17の2D投影位置を(Pyi,Pzi)とし、i番目のマーカ17の同定された実際の2D位置を(Qyi,Qzi)とすると、式(6)で求めることができる。

Figure 0005921119
Next, the 2D marker identification unit 22 calculates the shift amount between the 2D projection position of the marker 17 calculated by the marker projection unit 21 and the actual 2D position of the marker 17 identified based on the X-ray projection data. Obtained as correction data. In the correction data (Δy, Δz), the 2D projection position of the i-th marker 17 is (Py i , Pz i ), and the identified actual 2D position of the i-th marker 17 is (Qy i , Qz i ). Then, it can obtain | require by Formula (6).
Figure 0005921119

但し、式(6)においてNは、投影面上において重なったマーカ17を除外するエラー処理によって除外されなかったマーカ17の個数である。従って、例えば8つのマーカ17がステント15、15Bに設けられており、マーカ投影部21におけるエラー処理によって2つのマーカ17が2Dマーカ同定部22における2D位置の同定処理から除外された場合には、N=6となる。   However, in Expression (6), N is the number of markers 17 that are not excluded by the error processing that excludes the markers 17 that overlap on the projection plane. Therefore, for example, when the eight markers 17 are provided on the stents 15 and 15B and the two markers 17 are excluded from the 2D position identification processing in the 2D marker identification unit 22 by the error processing in the marker projection unit 21, N = 6.

次に、ステップS6において、マーカ17の位置のシフト量として求められた補正データ(Δy, Δz)は、第2の画像再構成部23に転送される。第2の画像再構成部23では、第1の画像再構成部19で実行された画像再構成処理法と同等な画像再構成処理法でX線投影データに対する第2の3D画像再構成処理が実行される。   Next, in step S <b> 6, the correction data (Δy, Δz) obtained as the shift amount of the position of the marker 17 is transferred to the second image reconstruction unit 23. The second image reconstruction unit 23 performs a second 3D image reconstruction process on the X-ray projection data by an image reconstruction processing method equivalent to the image reconstruction processing method executed by the first image reconstruction unit 19. Executed.

但し、補正データ(Δy, Δz)を用いてベクトルrの投影点における位置(y, z)のずれが補正される。そして、位置補正後の投影点の位置(y', z')を用いて3D画像再構成処理が実行される。画像再構成処理法が、フィルタードバックプロジェクション法である場合には、式(3)の代わりに式(7)で求められた位置補正後の投影点の位置(y', z')を用いて第2の3D画像再構成処理が実行される。

Figure 0005921119
However, the shift of the position (y, z) at the projection point of the vector r is corrected using the correction data (Δy, Δz). Then, the 3D image reconstruction process is executed using the position (y ′, z ′) of the projection point after the position correction. When the image reconstruction processing method is the filtered back projection method, the position (y ′, z ′) of the projection point after position correction obtained by Equation (7) is used instead of Equation (3). A second 3D image reconstruction process is executed.
Figure 0005921119

そして、第2の3D画像再構成処理によってX線投影データから第2の3D画像データが生成される。このようにして生成された第2の3D画像データは、3Dボリューム画像データに基づいて求められたマーカ17の2D投影位置と実際のマーカ17の2D位置とのシフト量に基づいて高精度に位置補正されたデータとなる。従って、微細なステント15、15A、15Bのストラット16であっても描出することができる。   Then, second 3D image data is generated from the X-ray projection data by the second 3D image reconstruction process. The second 3D image data generated in this way is positioned with high accuracy based on the shift amount between the 2D projection position of the marker 17 and the actual 2D position of the marker 17 obtained based on the 3D volume image data. It becomes the corrected data. Therefore, even the struts 16 of the fine stents 15, 15A, 15B can be depicted.

次に、ステップS7において、第2の3D画像データを表示装置14に表示させるための2D化処理を含む各種の処理が実行された後、表示用の2D画像が表示装置14に表示される。すなわち、3D画像処理部24において、第2の3D画像データから表示用の2D画像データを生成するための3D画像処理が実行される。また、アフィン変換部25では、表示装置14に表示されている2D診断画像の回転、移動、拡大及び縮小等のアフィン変換処理が実行される。更に、LUT26では、2D診断画像の階調変換が行われる。   Next, in step S <b> 7, various processes including a 2D process for displaying the second 3D image data on the display device 14 are executed, and then a display 2D image is displayed on the display device 14. That is, the 3D image processing unit 24 executes 3D image processing for generating 2D image data for display from the second 3D image data. Further, the affine transformation unit 25 executes affine transformation processing such as rotation, movement, enlargement, and reduction of the 2D diagnostic image displayed on the display device 14. Further, the LUT 26 performs gradation conversion of the 2D diagnostic image.

このため、X線診断装置1のユーザは、ステント15、15A、15Bのストラット16が明瞭に描出された被検体Oの頭部等の撮像部位におけるX線診断画像を観察することができる。   Therefore, the user of the X-ray diagnostic apparatus 1 can observe an X-ray diagnostic image at an imaging site such as the head of the subject O in which the struts 16 of the stents 15, 15 </ b> A, and 15 </ b> B are clearly depicted.

つまり以上のようなX線診断装置1は、ステント15、15A、15Bのストラット16に設けられたマーカ17の位置を指標として微細な位置のずれを補正したX線診断画像を再構成できるようにしたものである。すなわち、第1の画像再構成処理によって生成されたボリューム画像データ上においてマーカ17の空間位置を同定し、同定した空間位置の投影面への投影位置と投影位置付近において探索したX線投影データ上における実際のマーカ17の位置との間における位置ずれ量を位置補正データとして第2の画像再構成処理を実行することができる。   That is, the X-ray diagnostic apparatus 1 as described above can reconstruct an X-ray diagnostic image in which a minute position shift is corrected using the position of the marker 17 provided on the strut 16 of the stent 15, 15A, 15B as an index. It is a thing. That is, the spatial position of the marker 17 is identified on the volume image data generated by the first image reconstruction process, and the projected position of the identified spatial position on the projection plane and the X-ray projection data searched for in the vicinity of the projected position are displayed. The second image reconstruction process can be executed with the amount of positional deviation between the actual marker 17 and the position correction data.

一方、図3及び図4に示すステント15A、15Bは、任意の投影面上において全てのマーカ17が重ならないように複数のマーカ17を設けたものである。   On the other hand, the stents 15A and 15B shown in FIGS. 3 and 4 are provided with a plurality of markers 17 so that all the markers 17 do not overlap on an arbitrary projection plane.

このため、X線診断装置1によれば、撮影系2の回転再現性を常に50μm以下にすることができなくても、或いは患者が微小に動いたとしても、ステント15、15A、15Bのストラット16を従来よりも明瞭に描出することができる。このため、ユーザは、ストラット16と血管との関係を把握することが可能となる。   Therefore, according to the X-ray diagnostic apparatus 1, even if the rotational reproducibility of the imaging system 2 cannot always be 50 μm or less, or even if the patient moves minutely, the struts of the stents 15, 15A, 15B. 16 can be depicted more clearly than before. For this reason, the user can grasp the relationship between the strut 16 and the blood vessel.

更に、図3及び図4に示すようなステント15A、15Bを使用することによって、投影角度に依らず確実にマーカ17の位置を指標とした微細な位置のずれを補正することができる。   Further, by using the stents 15A and 15B as shown in FIGS. 3 and 4, it is possible to reliably correct a minute position shift using the position of the marker 17 as an index regardless of the projection angle.

(第2の実施形態)
図7は本発明の第2の実施形態に係るX線診断装置の構成図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a configuration diagram of an X-ray diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図7に示されたX線診断装置1Aでは、ステント15、15A、15Bのマーカ17に付属する発信機30の位置センサ31を設けた点及び3Dマーカ同定部20の詳細機能が図1に示すX線診断装置1と相違する。他の構成および作用については図1に示すX線診断装置1と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。   In the X-ray diagnostic apparatus 1A shown in FIG. 7, the point where the position sensor 31 of the transmitter 30 attached to the markers 17 of the stents 15, 15A, 15B is provided and the detailed functions of the 3D marker identification unit 20 are shown in FIG. Different from the X-ray diagnostic apparatus 1. Since other configurations and operations are not substantially different from those of the X-ray diagnostic apparatus 1 shown in FIG. 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

すなわちX線診断装置1Aの寝台10には、複数のマーカ17を設けたステント15、15A、15Bが挿入された被検体Oがセットされる。但し、ステント15、15A、15Bの各マーカ17には、それぞれ発信機30が取り付けられている。   That is, the subject O into which the stents 15, 15A, and 15B provided with the plurality of markers 17 are inserted is set on the bed 10 of the X-ray diagnostic apparatus 1A. However, a transmitter 30 is attached to each marker 17 of the stents 15, 15A, 15B.

一方、撮影系2には、位置センサ31が設けられる。位置センサ31は、ステント15、15A、15Bの複数のマーカ17にそれぞれ設けられた発信機30から発信される無線信号を受信する機能と、受信した無線信号に基づいて発信機30又はマーカ17の空間的な位置を検出する機能を備えている。位置の検出のためのアルゴリズムについては、公知のものを用いることができる。   On the other hand, the imaging system 2 is provided with a position sensor 31. The position sensor 31 receives a radio signal transmitted from the transmitter 30 provided in each of the plurality of markers 17 of the stents 15, 15A, 15B, and the transmitter 30 or the marker 17 based on the received radio signal. It has a function to detect the spatial position. As the algorithm for detecting the position, a known algorithm can be used.

従って、位置センサ31は、ステント15、15A、15Bの発信機30から送信される信号を十分な精度で受信することが可能な所望の位置に設置される。位置センサ31の出力側は、データ処理系4のコンピュータ12と接続される。そして、位置センサ31における発信機30又はマーカ17の空間位置の検出結果は、ディジタルデータとしてコンピュータ12に出力できるように構成されている。   Therefore, the position sensor 31 is installed at a desired position where the signals transmitted from the transmitters 30 of the stents 15, 15A, 15B can be received with sufficient accuracy. The output side of the position sensor 31 is connected to the computer 12 of the data processing system 4. The detection result of the spatial position of the transmitter 30 or the marker 17 in the position sensor 31 is configured to be output to the computer 12 as digital data.

一方、コンピュータ12の3Dマーカ同定部20は、位置センサ31から出力された発信機30又はマーカ17の空間位置の検出結果を取得する機能と、取得した発信機30又はマーカ17の空間位置の検出結果に基づいて、3D座標系におけるマーカ17の空間位置を求める機能を有する。   On the other hand, the 3D marker identification unit 20 of the computer 12 acquires the spatial position detection result of the transmitter 30 or the marker 17 output from the position sensor 31 and the spatial position detection of the acquired transmitter 30 or the marker 17. Based on the result, it has a function of obtaining the spatial position of the marker 17 in the 3D coordinate system.

そして、マーカ投影部21は、3Dマーカ同定部20により求められたマーカ17の3D空間位置を、各X線投影データの投影面にそれぞれ投影した場合における2D投影位置を求めるように構成される。   The marker projection unit 21 is configured to obtain a 2D projection position when the 3D spatial position of the marker 17 obtained by the 3D marker identification unit 20 is projected onto the projection plane of each X-ray projection data.

このような構成を有するX線診断装置1Aでは、ステント15、15A、15Bの発信機30から送信される信号に基づいて位置センサ31により発信機30又はマーカ17の空間位置が検出される。そして、3Dマーカ同定部20では、位置センサ31により検出された発信機30又はマーカ17の空間位置に基づいてマーカ17の3D空間位置が同定される。   In the X-ray diagnostic apparatus 1A having such a configuration, the spatial position of the transmitter 30 or the marker 17 is detected by the position sensor 31 based on signals transmitted from the transmitters 30 of the stents 15, 15A, and 15B. Then, the 3D marker identification unit 20 identifies the 3D spatial position of the marker 17 based on the spatial position of the transmitter 30 or the marker 17 detected by the position sensor 31.

つまりX線診断装置1Aは、図1に示すX線診断装置1のように第1の画像再構成処理によって生成される3Dボリューム画像データからマーカ17の空間位置を同定する代わりに、マーカ17に発信機30を取り付けるとともに位置センサ31で検知した発信機30又はマーカ17の空間位置に基づいてマーカ17の3D空間位置を同定するようにしたものである。   That is, instead of identifying the spatial position of the marker 17 from the 3D volume image data generated by the first image reconstruction processing as in the X-ray diagnostic apparatus 1 shown in FIG. The transmitter 30 is attached and the 3D spatial position of the marker 17 is identified based on the spatial position of the transmitter 30 or the marker 17 detected by the position sensor 31.

このため、図7に示すX線診断装置1Aによれば、図1に示すX線診断装置1のように2回に亘る画像再構成処理などの複雑なデータ処理を行うことなく、マーカ17の位置を指標として高精度に位置補正されたX線診断画像データを生成することができる。この結果、図1に示すX線診断装置1と同様にステント15、15A、15Bのストラット16が従来よりも明瞭に描出されたX線診断画像を得ることができる。   For this reason, according to the X-ray diagnostic apparatus 1A shown in FIG. 7, without performing complicated data processing such as image reconstruction processing twice such as the X-ray diagnostic apparatus 1 shown in FIG. X-ray diagnostic image data whose position is corrected with high accuracy using the position as an index can be generated. As a result, it is possible to obtain an X-ray diagnostic image in which the struts 16 of the stents 15, 15 </ b> A, and 15 </ b> B are clearly depicted as compared with the conventional X-ray diagnostic apparatus 1 shown in FIG. 1.

(他の実施形態)
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
(Other embodiments)
Although specific embodiments have been described above, the described embodiments are merely examples, and do not limit the scope of the invention. The novel methods and apparatus described herein can be implemented in a variety of other ways. Various omissions, substitutions, and changes can be made in the method and apparatus described herein without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents include such various forms and modifications as are encompassed by the scope and spirit of the invention.

例えば、上述した実施形態では、X線診断装置1、1Aによりステント15、15A、15Bを挿入した被検体Oのイメージングを行う場合の例を示したが、X線CT装置を用いたイメージングにおいても、十分な空間分解能を有するX線検出器をX線CT装置に搭載すれば、同様な画像再構成処理によってステント15、15A、15Bの描出が可能である。すなわち、画像再構成法に応じたアルゴリズムによって、マーカ17を指標とした高精度な位置の補正処理を実行することができる。そして、2回の画像再構成処理によって、ステント15、15A、15Bの描出に必要な空間分解能を有するX線CT画像データを生成することができる。   For example, in the above-described embodiment, an example in which imaging of the subject O into which the stents 15, 15A, and 15B are inserted is performed by the X-ray diagnostic apparatuses 1 and 1A, but also in imaging using the X-ray CT apparatus. If an X-ray detector having a sufficient spatial resolution is mounted on the X-ray CT apparatus, the stents 15, 15A, and 15B can be drawn by the same image reconstruction process. In other words, a highly accurate position correction process using the marker 17 as an index can be executed by an algorithm according to the image reconstruction method. Then, X-ray CT image data having a spatial resolution necessary for rendering the stents 15, 15A, and 15B can be generated by two image reconstruction processes.

1、1A X線診断装置
2 撮影系
3 制御系
4 データ処理系
5 コンソール
6 X線管
7 X線検出器
8 C型アーム
9 土台
9A モータ
9B 回転機構
10 寝台
11 A/D変換器
12 コンピュータ
13 D/A変換器
14 表示装置
15、15A、15B ステント
16 ストラット
17 マーカ
18 フィルタリング部
19 第1の画像再構成部
20 3Dマーカ同定部
21 マーカ投影部
22 2Dマーカ同定部
23 第2の画像再構成部
24 3D画像処理部
25 アフィン変換部
26 LUT
30 発信機
31 位置センサ
O 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A X-ray diagnostic apparatus 2 Imaging system 3 Control system 4 Data processing system 5 Console 6 X-ray tube 7 X-ray detector 8 C type arm 9 Base 9A Motor 9B Rotation mechanism 10 Bed 11 A / D converter 12 Computer 13 D / A converter 14 Display device 15, 15A, 15B Stent 16 Strut 17 Marker 18 Filtering unit 19 First image reconstruction unit 20 3D marker identification unit 21 Marker projection unit 22 2D marker identification unit 23 Second image reconstruction Unit 24 3D image processing unit 25 affine transformation unit 26 LUT
30 Transmitter 31 Position Sensor O Subject

Claims (6)

複数のマーカを設けたステントが挿入された被検体に複数の方向からX線を曝射することによって前記被検体から前記複数の方向に対応するX線投影データを収集するデータ収集手段と、
前記X線投影データに対する第1の画像再構成処理によって生成した第1の三次元画像データに基づいて前記複数のマーカのうちの少なくとも1つのマーカの空間位置を求め、前記複数の方向に対応するX線投影データのそれぞれについて、前記X線投影データの投影面への前記マーカの空間位置の投影位置と前記X線投影データに基づいて求められた対応するマーカの前記投影面上における二次元位置との間におけるシフト量を求め、前記シフト量を用いた補正を伴う前記X線投影データに対する第2の画像再構成処理によって第2の三次元画像データを生成するデータ処理手段と、
を備えるX線診断装置。
Data collection means for collecting X-ray projection data corresponding to the plurality of directions from the subject by exposing X-rays from the plurality of directions to the subject into which a stent provided with a plurality of markers is inserted;
A spatial position of at least one of the plurality of markers is obtained based on the first three-dimensional image data generated by the first image reconstruction processing on the X-ray projection data, and corresponds to the plurality of directions. For each of the X-ray projection data, the projection position of the marker on the projection plane of the X-ray projection data and the two-dimensional position on the projection plane of the corresponding marker obtained based on the X-ray projection data A data processing means for obtaining a second three-dimensional image data by a second image reconstruction process for the X-ray projection data accompanied by a correction using the shift amount ;
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
前記データ処理手段は、前記複数のマーカのうち前記投影面上において前記投影位置又は前記二次元位置が近接するマーカの前記投影位置又は前記二次元位置間における距離が閾値よりも大きいマーカに対応する投影位置と二次元位置との間におけるシフト量のみを用いて前記補正を伴う前記第2の画像再構成処理を実行するように構成される請求項1記載のX線診断装置。   The data processing means corresponds to a marker having a distance between the projection position or the two-dimensional position of a marker that is close to the projection position or the two-dimensional position on the projection plane among the plurality of markers being larger than a threshold value. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the second image reconstruction process with the correction is executed using only a shift amount between a projection position and a two-dimensional position. 前記データ処理手段は、前記第1の三次元画像データに基づいて誤認識されたマーカの候補を前記複数のマーカの幾何学的情報に基づいて除去するエラー処理を実行するように構成される請求項1又は2記載のX線診断装置。   The data processing means is configured to execute an error process for removing a marker candidate erroneously recognized based on the first three-dimensional image data based on geometric information of the plurality of markers. Item 3. The X-ray diagnostic apparatus according to Item 1 or 2. 前記データ処理手段は、前記複数のマーカの幾何学的情報として各マーカの大きさ、形状、他のマーカとの距離、前記ステントのストラットの中心からの距離及び前記第1の三次元画像データの中心からの距離の少なくとも1つを用いるように構成される請求項3記載のX線診断装置。   The data processing means includes, as geometric information of the plurality of markers, the size and shape of each marker, the distance from other markers, the distance from the center of the strut of the stent, and the first three-dimensional image data. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 3, wherein at least one of distances from the center is used. 前記データ処理手段は、前記第1の三次元画像データに対する閾値処理によって前記マーカの空間位置を求めるように構成される請求項1乃至4のいずれか1項に記載のX線診断装置。   5. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the data processing unit is configured to obtain a spatial position of the marker by a threshold process for the first three-dimensional image data. 前記複数のマーカに設けられた発信機から送信される無線信号を受信することによって前記発信機又は前記複数のマーカの位置を検出する位置センサを更に備え、
前記データ処理手段は、前記位置センサにより検出された前記発信機又は前記複数のマーカの位置に基づいて前記マーカの空間位置を求めるように構成される請求項1乃至4のいずれか1項に記載のX線診断装置。
A position sensor for detecting the position of the transmitter or the plurality of markers by receiving radio signals transmitted from transmitters provided in the plurality of markers;
The said data processing means is comprised so that the spatial position of the said marker may be calculated | required based on the position of the said transmitter detected by the said position sensor or the said several marker. X-ray diagnostic equipment.
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